温度影响电子元件的许多参数。重要的因素之一是材料的电阻，它随温度而变化。一些元件的电容量、热噪声率以及许多其他元件也会发生变化。忽略温度的影响可能会导致仿真结果不准确，从而导致电子设计在实际甚至关键操作条件下无法按预期运行。温度仿真在多种应用中至关重要，例如汽车电子产品，用于评估电子电路在极端温度下的运行；航空航天，用于模拟电路在温度变化较大的环境中的行为；或者更重要的是，电力电子产品，用于分析耗散和热对功率器件的影响。
　　使用 LTspice 进行温度管理
　　LTspice 提供了多种在模拟中管理温度的方法：
　　配置所有组件的全局温度
　　配置每个电子元件的温度
　　在全局环境温度的情况下，有一个特定的 SPICE 指令允许用户为整个模拟指定恒定的环境温度。该指令是：
　　用户可以在其中指定模拟的环境温度。图 1 中的个电路图显示了简单晶体管电路的解决方案。基极电阻的值将集电极输出设置为 VCC/2。在电路中，该指令脱颖而出：
　　.温度12
　　它将所有电子元件的模拟温度设置为 12°C。晶体管 Q1 在其内部模型中包含许多热管理参数，并且它们考虑了 TEMP 指令。
　
　　图 1：不同温度下简单晶体管放大器的电路图。注意 .TEMP 指令
　　用户可以尝试不同的温度值，各种模拟返回以下电压和集电极电流值。改变指令的值就足以模拟不同的温度。通过更改特定指令中的温度参数，用户可以根据新的热条件重新计算器件模型。以电压和集电极电流表示的仿真结果提供了有关器件电气特性随温度变化而变化的宝贵信息，使我们能够评估热对电路整体性能的影响。
　　　从表中可以看出，温度升高会导致集电极电流增加和输出电压下降。这种行为称为“雪崩效应”，可能对晶体管有害。如果电流增加到不受控制的值，晶体管可能会被损坏。要获得更的电流和电压与温度的关系图，只需从电路图中删除 .TEMP 指令并添加以下两个其他指令：

　　该指令允许以 1°C 为步长处理 -20°C 至 +120°C 之间的所有温度。电压和电流图如图 2 所示，并且高度依赖于温度。 X 轴显示 -20° C 至 +120° C 之间的温度范围。

　　图2：集电极电压和集电极电流随温度变化的趋势
　　使用电阻器时，默认情况下它们是理想元件，不会随温度改变其特性。图 3 显示了为电阻器供电的电池示意图。与前面的示例一样，仿真是在 -20° C 和 +120° C 之间的温度范围内执行的。在不添加任何参数的情况下进行仿真，电流曲线（以及所有其他结果）是平坦的（请参见上面的张图） ）。使用技巧，可以将温度分配给设备或组件。在示例中，电阻器在 27°C 时为 330 欧姆，这是 LTspice 的默认温度。为电阻器分配温度系数 tc=0.00005，并为组件指定以下值：
　　330 TC=0.00005
　　电阻器具有与温度相关的热行为及其电阻特性变化。现在，电阻器上的电流减少，因为温度升高也会增加电阻（参见下面的第二张图）。执行必要的计算后，电阻器在 -20°C 温度下的阻值约为 329,224 欧姆，在 50°C 温度下约为 330,379 欧姆，在 120°C 温度下约为 331,534 欧姆。这些变化并不显着，但它们可以对电力应用产生重大影响。电气图的网表如下：
　　* 温度
　　V1 N001 0 24V
　　R1 N001 0 330 tc=0.00005
　　.op
　　.step temp -20 120 1
　　.backanno

　　通过这种方法，可以模拟 PT100 或其他温度传感器的行为。 TC 是温度系数，表示参考温度每升高一摄氏度电阻的百分比变化。正值表示电阻随温度升高而增加，负值表示电阻随温度降低。此外，TC1和TC2是一阶和二阶校正系数，用于更准确地模拟电阻随温度的非线性变化，特别是在较宽的温度范围内。

　　图 3：电池在不同温度下为电阻器供电
　　SOAtherm 型号
　　在设计电源电路时，检查 MOSFET 的温度非常重要，为此必须监控结温，即半导体的真实温度。这与组件“容器”的温度相反，并且略低于个。与 LTspice 一起分发的 SOAtherm 模型允许设计人员直接在电路仿真中监控某些组件的温度，从而简化了设计人员的工作。 SOAtherm 模型可以预测 MOSFET 的温度，而不影响电路仿真的电气行为。
　　温度读取的执行方式与电气读取的方式相同，不同之处在于 SOAtherm 组件上读取的电压实际上是以摄氏度表示的温度值。通常，您只能使用 SOAtherm-NMOS 符号来检查 MOSFET 的温度，不需要额外的散热器或其他热模型。然而，在某些关键应用中，散热器 (SOAthern-HeatSink) 的存在可能是必要的。 SOAtherm-NMOS符号允许用户包含MOSFET；在设计阶段，需要将电子元件的模型拖到其中。要使用 SOAtherm-HeatSink 模型，您必须将其连接到 SOAtherm-NMOS 符号的 Tc 引脚。
　　在图 4 中，描绘了包含功率负载的两个电气图、由 MOSFET 表示的电子开关、负载的电源电压以及 MOSFET 栅极的电源电压，其任务是使其导通。该仿真在环境温度 27°C 的情况下在 360 秒的瞬态内进行。上图显示了不使用散热器的解决方案。相反，第二种方案具有铝制散热器，与MOSFET的接触面积为100 mm 2，体积为4000 mm 3。
　　图 4：使用 SOAtherm 模型的两个静态电源电路图。
　　图 4：使用 SOAtherm 模型的两个静态电源电路图
　　结温的仿真和分析如图5所示。不带散热器的MOSFET结在运行6分钟后达到约45°C的平衡温度，而带散热器的MOSFET结达到约31°C的温度在同一时间之后。散热器的存在对于电力电子元件的充分工作始终是必需的，并且它们需要与周围环境进行高热交换以避免其因高温而被破坏。
　　请注意，模拟器提供以伏特表示的温度测量值，但它们在所有方面都是热测量值，以摄氏度表示。负责此类测量的变量位于 Tc 和 Tj 引脚附近。将散热器材料从铝替换为铜会稍微改变其热行为。由于 SiC MOSFET 具有非常低的 Rds(ON)，因此与近 800 W 的负载功耗相比，其功耗极低，约为几百毫瓦。改变电路的工作和电气条件（负载阻抗、电源电压、MOSFET 类型、散热器尺寸和材料、环境温度）将因此改变所有终结果。